求钢构件截面力学参数的计算公式

1、《材料力学》 平面图形的几何性质一章一定仔细看完你可以知道惯性矩、回转半径。
2、《材料力学》弯曲应力一章可以告诉你什么叫抵抗矩。
既然从事这个行业《材料力学》每个章节你都得看懂，你说是不？
这么专业的东西问知道搞什么，两句话说不清楚的，要么百科，要么教材去。

在“模型/材料和截面特征/截面特征值系数”中一般使用得较多的是设定梁的刚度放大或者折减系数，这时候对于需要放大或者折减的梁，要单独定义一个截面号，然后修改Iyy（抗弯刚度），抗扭刚度则修改Ixx。设计中，需要对一些梁的弯矩进行调幅的时候，选择要定义的梁，在“设计/钢筋混凝土构件设计参数/编辑梁端负弯矩调幅系数”里面进行设定。

梁：实腹轧制工字钢、H型钢、或变高腹板焊接工字形截面;
屋架、桁架：虚腹工字截面(格构式)其弦杆截面由等边角钢称组、斜腹杆截面由等边角钢或等边角钢称组;
竖腹杆截面用角钢称或反称组;
柱：型柱截面实腹轧制工字钢、H型钢或双拼槽钢加缀条;
型柱截面格构式型角钢加缀条、缀板截面;
檩条：C型或Z型冷轧薄板截面;
柱间支撑：格构式两角钢连缀条截面;
系杆：钢管截面;屋面各种剪刀撑：双等肢角钢称截面;
钢吊车梁：实腹变高腹板焊接工字钢截面或桁架虚腹式工字截面

钢束参考线的编辑。
1 参考线列表
参考线的类型：有限点式、分段函数式、参考线偏移式。，可有三种方式输入：
1有限点式：即输入有限个点的X、Y坐标，相当于用折线模拟实际曲线；
2 分段函数式：X方向分段输入各组成曲线段的函数方程，采用C语言语法，例如如果曲线方程y = -0001x15 + 30，x的范围是[-100，100]，则输入数据为：
u -100
u 100 -0001pow(fabs(x), 15) + 30 200
注意：
u 第1点只输入X坐标即可，其它信息可不输入（如果输入则忽略）；
u 第2点函数方程表示从第1点到第2点之间的曲线方程；
u
u 第n点函数方程表示从第n-1点到第n点之间的曲线方程；
u 函数方程中的x只能用小写字母；
u 加密段数：折线模拟曲线时使用的加密点数，越大越精确，但计算时间越长；
3 参考线偏移式：只需输入已有参考线名称和Y向偏移量即可；（先定义参考线）
使用时注意：
l 参考线仅对钢束竖弯线形有效，对平弯线形无效；
l 为了使用调束工具的方便性，所有参考线应在同一坐标系中定义；
梁顶缘线：可根据指定单元已经输入的坐标自动形成有限点式参考线
梁底缘线：可根据指定单元已经输入的坐标自动形成有限点式参考线
2 参考线几何参数表
选中类型后，中间一栏打开“参考线几何参数表”，具体填写方法如下：
l 有限点式：用户在第一列填写“x坐标”值，在第二列输入与之对应的“y坐标”值。一组（x，y）坐标描述一个点，则由这些点相连而成的一条折线就是参考线。
l 分段函数式：用户在第一列填写“控制点x”值，在第二列填写函数方程“f（x）”，在第三列填写“加密段数”。则每个“f（x）”描述其相应的控制点和前一个控制点之间的区段，并由其相应的加密段数均匀分割成多个有限点，整条参考线是由多个函数方程连接而成的一条分段函数曲线。
l 参考线偏移式：用户在第一列填入既有参考线的名称，在第二列填入y向偏移量。由此将生成一条在既有参考线基础上经上下偏移的新参考线。
以上输入时采用的坐标系和总体坐标系一致。
3 自动生成参考线
在窗口的右下角，填入相关的单元号，即可生成由这些单元的顶缘点或底缘点连接而成的一条“分段函数式”的参考线。
4 参考线示意图
此窗口的左下角的“参考线示意 图”可以显示参考线形状，
5 检查信息
可以对参考线输入进行检查，并提示出错信息。
（补充：R235和Q235都是热轧光圆钢筋，屈服强度都为235MPa。R是带肋钢筋，Q是光圆钢筋，一个表面有肋条，一个是光滑的。也就是说它们只是外观形态有所区别。等级:R235(Q235),HRB335,HRB400及KL400钢筋R235为光圆钢筋强度等级代号,其牌号为Q235,相当于原标准Ⅰ级钢筋,公称直径mm,以偶数2mm递增;HRB335,HRB400为钢筋牌号,其中尾部数字为强度等级,HRB335相当于原标准Ⅱ级钢筋;HRB400相当于原标准Ⅲ级钢筋,该钢筋公称直径mm,其中mm以下以2mm递减,mm以上为25,28,32,36,40,50mm;KL400为余热处理钢筋的强度等级代号,钢筋级别相当于原标准的Ⅲ级钢筋,公称直径mm,尺寸进级情况与HRB相同等级:
输入钢束信息
111 数据准备首先对结构中的所有预应力钢束进行编号。编号的原则：不同钢束几何类型、不同材料类型需分别编号，如果几何类型相同，材料也相同，但需要考虑钢束分批张拉d性压缩损失时也需根据张拉过程进行编号。
112 基本信息1 钢束钢质：选择预应力钢束材料。2 钢束编束根数：例如，如果采用OVM15-7，则编束根数为7。3 钢束束数：同一类型钢束的束数。
4 钢束锚固时d性回缩合计总变形：指所有张拉端回缩合计值。参考《公桥规》2004第623条取值。
5 张拉控制应力：钢束在张拉端锚固时的有效预应力（应扣除锚口损失），输入正值表示锚固应力，负值表示张拉力（对于先张法构件，应在此扣除温差导致的σs3损失）。具体介绍：拉控制应力
张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。其值为张拉设备（如千斤顶油压表）所指示的总张拉力除以应力钢筋截面面积而得的应力值，以σcon表示。
张拉控制应力的取值，直接影响预应力混凝土的使用效果，如果张拉控制应力取值过低，则预应力钢筋经过各种损失后，对混凝土产生的预压应力过小，不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。如果张拉控制应力取值过高，则可能引起以下问题：
（1）在施工阶段会使构件的某些部位受到拉力（称为预拉力）甚至开裂，对后张法构件可能造成端部混凝土局压破坏。
（2）构件出现裂缝时的荷载值很接近,使构件在破坏前无明显的预兆,构件的延性较差。
（3）为了减少预应力损失，有时需进行超张拉，有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度，使钢筋产生较大塑性变形或脆断。
张拉控制应力值的大小与施加预应力的方法有关，对于相同的钢种，先张法取值高于后张法。这是由于先张法和后张法建立预应力的方式是不同的。先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，故在预应力钢筋中建立的拉应力就是张拉控制应力σcon。后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，在张拉的同时，混凝土被压缩，张拉设备千斤顶所指示的张拉控制应力已扣除混凝土d性压缩后的钢筋应力。为此，后张法构件的σcon值应适当低于先张法。
张拉控制应力值大小的确定，还与预应力的钢种有关。由于预应力混凝土采用的都为高强度钢筋，其塑性较差，故控制应力不能取得太高。
根据长期积累的设计和施工经验，《混凝土结构设计规范》规定，在一般情况下，张拉控制应力不宜超过下表的限值。
张拉控制应力限值
钢筋种类 先张法 后张法
预应力钢丝、钢绞线 075fptk 075fptk
执处理钢筋 070fptk 065fptk
注：1表中fptk为预应力钢筋的强度标准值，见，《混凝土结构设计规范》附录2附表2-8；
2预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋的张拉控制应力值不应小于是04 fptk 。
符合一列情况之一时，表中的张拉控制应力限值可提高005 fptk ：
（1）要求提高构件在施工阶段的抗裂性能，而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋；
（2）要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。
6 超张拉系数：钢束超张拉应力与张拉控制应力的比值。如果此值为0，该号钢束不超张拉。
7 成孔方式：
l 用于确定管道摩阻系数和局部偏差系数，参见表4-1。
l 在《公桥规》2004中，成孔方式更多，管道摩阻系数和局部偏差系数各异，程序所内定的取值不足以覆盖规范的全部类型。
l 对于与下表取值不符的成孔方式，用户应选择自定义类型，然后填入相应的管道摩阻系数和局部偏差系数值。如果选择用户自定义管道,则应输入实际的管道摩阻系数K和管道局部偏查系数μ
桥梁博士
表 41
管道成型方式
K
μ

非螺纹钢筋
螺纹钢筋

预埋铁皮管
0003
035
04

钢管抽芯成型
0
055
06

橡胶管抽芯成型
00015
055
06

预埋波纹管
0001
02
8 成孔面积：钢束预留孔道的面积。
l 成孔面积是指一束钢束的成孔面积，即一个孔道的面积。
l 如果该号钢束由多束构成，系统自动将该面积乘以束数。先张法构件应将此值设定为0。
l 在该钢束尚未灌浆之前考虑其孔道对截面特征削弱的影响。
9 张拉方式：选择施工时采用的张拉方法。此处的左、右端分别指钢束的起、终点。
10 体外束：选择是否体外钢束。若为体外束则不计入其对截面换算截面特征的影响。
11 松弛率：输入钢束的松弛率（％）。
l 可根据厂家提供的材料资料填写。或按规范取值：
l 《公桥规》85可参考第5210条取值；
l 《公桥规》2004参考第626条取值，填0时程序根据公式（626-1）按低松弛计算；
12 松弛时间：
l 填0时程序按相关规范规定的松弛曲线取值，计算不同时间的松弛率；
l 不为0时程序按所填天数，按直线内插取值，计算不同时间的松弛率。
13 钢束名称：作为备注使用，用以区别钢束
14 上、下参考线：在此输入（在总体信息中）已经定义的上下参考线名称，供输入竖弯信息时使用。对于不使用参考线的钢束，可以不填。
15 取于文件：根据系统提供的几种钢束形状，以文本参数形式输入。
16 其它信息：
l 相关单元号：与该钢束相关的所有单元号，系统将完全按照用户的设定来形成等效荷载。系统能自动识别与钢束相关的预应力单元；当非预应力单元内有钢束时，则必须人为在此设定相关单元号。缺省系统只认为预应力单元才有预应力钢束通过。
l 排除单元号：当钢束通过几个单元的交界处时，为确保钢束位置判断的可靠性，采用排除单元来避免二义性，系统在自动分析钢束位置后，再去掉用户输入的排除单元号。一般不予使用。
113 钢束几何描述1 竖弯：
输入：
l 是否导线输入：按导线点输入，用户应逐行填入各导线点的（x，y）坐标，以及此点处的钢束转折半径；若不按导线点输入，用户应逐行填入各转折点的坐标，以及与前一点之间的曲线半径，直线则填“0”。
l 是否相对坐标输入：按相对坐标输入，则用户应逐行填入各点相对前一点的相对x坐标，而y坐标仍是绝对坐标；否则填绝对坐标；不论是否为相对坐标，其第一点坐标必须是绝对坐标。
l 几何参数：用户根据所选的输入方式，填入适当的节点坐标和对应的半径。用户在这里使用参考线的概念，使所输入的y坐标为相对于参考线的坐标。例如，对一座变截面连续梁，可在“总体信息”中生成其梁底缘线，作为参考线。而在输入其底板束时只需输入钢束相对于底板的y高度方向位置，程序自动将直线钢束调整为延梁底缘参考线走向的底板束。
l 在使用参考线时不可同时使用参考点坐标；不采用导线输入的钢束不能进行调束 *** 作。
钢束竖弯的输入方式：
l 非导线方式：按线段形状输入，R不为0表示为圆弧，R=0表示直线
2 导线方式：按导线点方式输入，R不为0表示圆弧过渡；
3 相对坐标：钢束的起始节点X坐标为钢束局部坐标系中的X坐标，以后各点的X坐标都为相对于前一点的偏移量，注意偏移量应为正值；
注意：节点X坐标应按从小到大的顺序输入；
钢束竖弯数据格式为： X、Y、R、上下参考线（1/0）、强制直线（1/0），
l 上下参考线：
n 输入1：表示该节点Y坐标相对上参考线；（Y坐标上正下负）
n 输入0：表示该节点Y坐标相对下参考线；（Y坐标上正下负）
l 强制直线：
n 输入1：表示该节点与上一节点间强制直线连接；
n 输入0：表示该节点与上一节点间钢束形状相似于参考线在该区段的形状
如果钢束没有指定参考线，则钢束数据的意义与以前版本保持一致；钢束数据中的上下参考线和强制直线信息都可不输入；
如果指定了钢束的参考线，则钢束的输入必须采用导线点方式，此时Y坐标值表示相对于参考线的偏移量，向上偏移为正，向下偏移为负；钢束X坐标0点与其对应的参考线的X坐标0点重合。
特别注意！！！：如果钢束使用参考线方式定义，为避免费解，最好将参考点的X、Y和倾角都置为0值。
2 平弯：
钢束的平弯输入与竖弯输入方法类似。此时的“z”坐标，是指横向坐标。平弯输入时，若不使用相对坐标，则其输入的“x”值需与竖弯的“x”值以及整体坐标的“x”值相一致。为简化输入，用户可使用相对坐标输入，
5 自动形成钢束几何：
特点：
l 仅对直线钢束有效，例如在系杆拱刚性吊杆中的钢束、或者桁架桥弦杆或腹杆中的钢束等。
l 可通过钢束的相关单元自动形成钢束的几何信息，包括钢束自身的形状及向总体坐标系的映射。

下面是中达咨询给大家带来关于大跨度预应力混凝土连续梁桥施工监控技术，以供参考。
大跨度预应力连续梁桥施工方法主要为悬臂施工，了解施工监控的方法和影响成桥线形及结构内力等主要因素。通过施工监测和采取一定的控制措施，大桥悬臂施工顺利合龙，很好地达到了规范及设计要求。
前言
随着公路建设的飞速发展，各种大跨度预应力混凝土连续梁桥得到广泛应用，其施工方法多为对称悬臂施工。大桥的悬臂施工要经历一个长期而复杂的施工过程以及结构体系转换过程，各施工阶段的结构受力都将伴随着结构体系、约束条件和荷载作用的变化而不断变化。由于施工过程中受到许多不确定性因素，包括材料的性能、施工荷载、预应力损失、混凝土收缩徐变、温度等的影响，造成桥梁结构实际状态与理想状态之间存在差异，因此在桥梁施工过程中有必要对桥梁的实际反应（高程、线形、应力等）实施严格的全过程施工控制，保证桥梁建造质量、确保施工过程的安全，以及成桥结构内力和线形等符合规范及设计要求。
1施工控制影响因素分析
悬臂浇筑施工过程中，对桥梁内力和线形造成较大影响的因素主要有下列几个方面，排除这些影响因素，测试结果才更具可靠性，正确指导施工。
11截面特征参数。桥梁施工可能存在截面尺寸误差，这种误差将直接导致截面特征参数（截面面积、截面惯性矩等）的误差，控制过程中通过结构变形和内力的实时监测数据对截面特征参数进行动态修正并作误差分析。
12材料特性参数。材料特性参数主要指材料的d性模量E，对于混凝土材料来说，d模在施工过程中会有一定的波动，在桥梁施工计算中要按照实测值进行分析。
13温度及混凝土收缩徐变。温度变化对桥梁结构的内力和变形有较大影响，但桥梁结构中的温度场的影响比较复杂，一贯作法是通过定时观测（如每天早晨日出前进行观测）来尽量减小温度影响。混凝土收缩徐变与桥梁结构的形成历程有着密切的关系，在混凝土桥梁结构中，混凝土收缩、徐变对结构的内力与变形都有明显的影响。
14荷载参数。荷载参数主要是指结构构件自重力（容重）、施工临时荷载和预加力。对于悬臂施工预应力混凝土连续梁，由于容重变化、涨模等原因引起的构件自重变化经常发生而又没有一定的规律。由于施工组织不合理材料堆放引起的施工临时荷载，也会有较大的误差。对于结构体系中的有效预加力，由于预应力损失的变化也常常引起不小的误差。
2监控方法和程序
在实际监控中，首先将由设计单位计算确定的各施工阶段的主要测试部位的施工控制目标值输入监控管理系统，然后对施工阶段完成后的现场监测数据进行判别，并对两组数据进行分析，提出施工控制决策所需的信息。同时依据监测的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测成果对误差进行分析、预测和对下一节段立模标高进行调整，以此来保证合龙段两悬臂标高的相对偏差不大于规定值，同时成桥后桥面线形、结构内力状态符合设计要求。箱梁施工过程监测与控制系统流程。
各节段立模标高按以下公式计算
H=H0fif挂篮1/2fp
式中：H-待浇梁段主梁前端立模标高；H0-设计标高；fi-本施工阶段及以后各施工阶段对该点挠度影响值，该值包括恒载、移动荷载、徐变、体系转化、预加应力等影响；f挂篮-本节段的挂篮变形值，由加载试验提供；fp-使用阶段活载作用下产生的最大竖向挠度。3监控实例
某公路桥为486m3×64m486m变截面预应力混凝土连续梁，桥梁总宽度为265m，分两幅桥建设，中间预留1m后浇湿接头，主桥单幅箱梁为单箱单室截面。主跨支点处梁高40m，跨中梁高20m，梁底按二次抛物线y=4f（L-x）x/L2变化。箱底宽725m，箱顶宽1325m，箱梁翼缘宽度桥外侧为35m，内侧为25m，箱梁采用三向预应力混凝土结构。
31箱梁应力监控。对于连续梁，主梁在悬浇施工中各截面的应力随工况的不同，同一截面上下缘的应力不断变化。主梁在悬浇过程中可按静定结构考虑控制截面，悬浇完成后结构体系转换，此时应按超静定结构考虑控制截面，在这些截面内布置传感元件，进行应力测试和施工控制。在悬臂施工阶段，主梁最关键截面为0号块悬臂根部处的截面；在合龙后，除0号块悬臂根部处的截面外，跨中合龙段也是关键截面之一。
传感器采用国内常用的钢弦式应变计，该种传感器具有测试精度高，稳定性好等特点。在钢筋绑扎完毕、混凝土浇筑之前，用铁丝绑扎在主梁的纵向钢筋的上。为了减少混凝土徐变和温度应变的影响，在施工测量上采取加密测量次数、变量分段累计的方法。即在主要荷载变化前后及时测量，因其时间间隔较短，其间的混凝土徐变就比较小，选择日出前梁体温度较均匀时测量，此时不均匀温度场温度应力变量小。计算总应力时，先算出每一工况荷载变化前后的阶段应力（混凝土灌筑前后），然后累计计算出总应力[3]。图4为某截面悬臂施工过程中应力实测值与计算值曲线，从图中可以看出两条曲线的变化趋势基本一致，其差值较小，说明施工过程比较正常，符合设计状态。通过对箱梁控制截面混凝土应变的实时监测，计算和分析后可知施工各阶段箱梁控制截面混凝土应力均在设计限值要求范围内，混凝土浇筑、预应力钢束张拉、结构体系转换等荷载作用下的箱梁混凝土应力的无突变现象，施工过程在安全和可控状态下进行。
计算值比较
32线形监控。测量和基准点的设立利用大桥两侧的大地控制网点，使用后方交汇法，用全站仪测出墩顶测点的三维坐标，将墩顶标高值作为主梁高程的水准基点。每一墩顶布置一个水平基准点和一个轴线基准点，做好明显的红色标识，每隔10d进行一次联测，同时观测墩的沉降。梁挠度、轴线和主梁顶面高程的测量在每一节段悬臂端梁顶设立3个标高观测点和1个轴线点。根据各节段施工次序，每一节段按三种工况（即浇筑混凝土后、张拉后和拆除支架后）对主梁挠度进行平行独立测量，相互校核。结构几何形状的测量主要包括：主梁上下表面的宽度、腹板厚度、上盖板和下底板的厚度、主梁截面高度以及主梁施工节段的长度等。通过对各节段立模标高的调整，该公路桥最终合龙时，合龙段两侧高差均在20mm以内。成桥线形，高程等均符合设计要求。
结束语
（1）施工过程监控对于悬臂浇筑施工安全性具有重要的意义，是保证桥梁建造质量的重要手段；（2）通过施工监控，施工工艺参数更具合理性，各节段立模标高的确定更加合理，保证了桥梁结构内力和线形符合设计要求；（3）施工监控可以掌握实际结构的真实应力状态，为桥梁的运营和养护提供基础资料。
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